NO337234B1 - Roterende undervannsmaskin med feiltolerant aktiv magnetisk opplagring - Google Patents

Roterende undervannsmaskin med feiltolerant aktiv magnetisk opplagring Download PDF

Info

Publication number
NO337234B1
NO337234B1 NO20130749A NO20130749A NO337234B1 NO 337234 B1 NO337234 B1 NO 337234B1 NO 20130749 A NO20130749 A NO 20130749A NO 20130749 A NO20130749 A NO 20130749A NO 337234 B1 NO337234 B1 NO 337234B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
active magnetic
motor
power supply
shaft
magnetic bearing
Prior art date
Application number
NO20130749A
Other languages
English (en)
Other versions
NO20130749A1 (no
Inventor
Guy Richard Morgan
Tore Skjervheim
Original Assignee
Aker Subsea As
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aker Subsea As filed Critical Aker Subsea As
Priority to NO20130749A priority Critical patent/NO337234B1/no
Priority to PCT/NO2014/000034 priority patent/WO2014193238A1/en
Publication of NO20130749A1 publication Critical patent/NO20130749A1/no
Publication of NO337234B1 publication Critical patent/NO337234B1/no

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/04—Shafts or bearings, or assemblies thereof
    • F04D29/046—Bearings
    • F04D29/048—Bearings magnetic; electromagnetic
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D13/08—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven for submerged use
    • F04D13/086—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven for submerged use the pump and drive motor are both submerged
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00—Pumping installations or systems
    • F04D25/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D25/0686—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven specially adapted for submerged use
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/02—Surge control
    • F04D27/0292—Stop safety or alarm devices, e.g. stop-and-go control; Disposition of check-valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/05—Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/056—Bearings
    • F04D29/058—Bearings magnetic; electromagnetic
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
    • F16C32/0406—Magnetic bearings
    • F16C32/044—Active magnetic bearings
    • F16C32/0442—Active magnetic bearings with devices affected by abnormal, undesired or non-standard conditions such as shock-load, power outage, start-up or touchdown
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/08—Structural association with bearings
    • H02K7/09—Structural association with bearings with magnetic bearings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/06—Machines characterised by the presence of fail safe, back up, redundant or other similar emergency arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
    • H02P29/024—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load
    • H02P29/0241—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load the fault being an overvoltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/006—Means for protecting the generator by using control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Description

Oppfinnelsens område
Oppfinnelsen angår roterende maskineri slik som undervannskompressorer, flerfasepumper, énfasepumper og motor-generatorsett. Nærmere bestemt angår oppfinnelsen aktive magnetiske lagre montert i roterende maskineri, i form av undervannsutstyr av de ovennevnte typer.
Bakgrunn for oppfinnelsen og kjent teknikk
Aktive magnetiske lagre kan monteres i roterende maskineri for å få en roterende aksling eller et annet roterende element til å rotere kontaktløst på et magnetisk felt. Aktive magnetiske lagre har fordeler ved å gi svært lav friksjon, og derved redusere friksjonstap og varme-generering, hvilket øker effektiviteten til det roterende maskineriet og gjør det mulig å redusere eller eliminere tilleggs- eller støttesystemer. For eksempel kan et smøresystem for å smøre lagrene elimineres eller reduseres. For undervannsanvendelser kan dermed en lang forsyningskjede, ofte titalls kilometer eller også over hundre kilometer borte, elimineres eller reduseres.
Aktive magnetiske lagre krever imidlertid et komplekst og omfattende styringssystem og en pålitelig effektforsyning, særlig for stort, kostbart undervannsutstyr hvor det i praksis ikke er rom for svikt uten dramatiske eller svært kostbare konsekvenser.
Hvis de magnetiske lagrene svikter, for eksempel på grunn av avbrudd i effektforsyningen eller svikt i styringssystemet, vil det roterende utstyret svært raskt slutte å fungere med mindre nøddrifts- eller sikringssystemer er inkludert. I dag er en separat, lokal UPS (Uninterruptable Power Supply) som inneholder batterier vanligvis til stede. Batterier eldes imidlertid over tid, og kan kreve hyppig utskiftning, hvilket kan være svært kostbart, og de kan fortsatt være ute av stand til å understøtte lasten når det kreves. Det roterende maskineriet kan også omfatte sekundærlagre som sikringslagre, men disse har typisk en svært begrenset tjenestetid, og kan motstå kun én eller noen få «harde landingen) av den roterende akslingen.
En separat 3-fase vekselstrøm effektforsyning er ifølge dagens løsninger koblet til de magnetiske lagrene gjennom en dedikert UPS, en likeretter og AMB (Active Magnetic Bearing) styringsforsterkeren.
Relevant ytterligere teknikk finnes i patentpublikasjonene US 2004/0245877 Al, GB 2095004A, GB 2297361A og WO 2012032362A1, men ingen av publikasjonene beskriver et enkelt system for feiltolerant magnetisk opplagring av roterende undervannsutstyr.
Det finnes et behov for bedre løsninger for å beskytte de roterende delene i roterende maskineri, spesielt kritisk undervannsutstyr med praktisk talt intet rom for svikt, hvilket utstyr kan være plassert langt ute på dypt vann.
Oppsummering av oppfinnelsen
Oppfinnelsen frembringer en undervanns kompressor, pumpe eller motor-generator sett, omfattende minst én roterende aksling med minst ett aktivt magnetisk lager med et styringssystem, en motor for rotasjon av akslingen og en kompressor-, pumpe- eller generatordel funksjonelt koblet til akslingen, henholdsvis, særpreget ved at strømforsyningen til styringssystemet til det aktive magnetiske lager består av
en ekstern forsyning for normal drift, og
en generator for drift ved svikt eller avbrudd i den eksterne forsyningen, anordnet separat på akslingen eller integrert i motoren som driver akslingen og koblet via en separat styringsenhet eller via en to kvadrant styringsenhet som ved normal drift styrer motoren.
Oppfinnelsen er relevant for undervanns trykkforsterkingsutstyr med magnetiske lagre, slik som kompressorer, flerfasepumper og pumper, og effektgeneratorsett og forsterkings-innretninger for lange undervannsstrekk eller lange undersjøiske vekselstrømkabelkrysninger.
Den essensielle delen av oppfinnelsen er å gjenvinne rotasjonsbundet kinetisk energi for å frembringe en trygg landing på sikkerhetslagre i en sitasjon med svikt, sammenbrudd eller avbrudd i effektforsyningen til de aktive magnetiske lagrene av en hvilken som helst grunn når den roterende maskinen er i rotasjon og den roterende akslingen er opplagret i et aktivt magnetisk felt fra de aktive magnetiske lagrene. De effektgenererende midlene er tilpasset til å generere og tilføre effekt til det aktive magnetiske lageret og styringssystemet i en situasjon med svikt eller avbrudd i den ordinære effektforsyningen til det magnetiske lageret i det minste til rotasjonen er redusert til et nivå som kan håndteres av reservelagerflatene, eller inntil rotasjonen har stoppet.
I en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen omfatter den roterende maskinen en elektrisk motor funksjonelt koblet med et tokvadrant opererbart drev med variabel fart (VSD) i stand til å generere elektrisk effekt ved behov, der VSDen er koblet gjennom en styringsenhet til en likeretter, der likeretteren er en del av en ordinær effektforsyning til det magnetiske lageret da den er koblet direkte til en inngangs 3-fase vekselstrøm normal effektforsyning og en utgangs aktiv magnetisk lager (AMB) styringsforsterker som videre er koblet funksjonelt til de aktive magnetiske lagrene. Denne utførelsesformen er relevant for motorer som drives av en enkeltkvadrant VSD eller tilsvarende ved normal drift. I en situasjon med sammenbrudd av effekt til de aktive magnetiske lagrene, bytter imidlertid VSDen fra motordriftmodus, det vil si 1. kvadrant drift, til generatordriftmodus, det vil si 2. kvadrant drift.
I en forskjellig foretrukket utførelsesform omfatter den roterende maskinen ifølge oppfinnelsen en elektrisk generator atskilt fra eller integrert i den primære roterende maskinen, funksjonelt koblet til det aktive lagerets effektforsyning og styringssystem. I én utførelses-form er den elektriske generatoren plassert på motorakslingen eller en pumpeaksling for å gjenvinne rotasjonsenergi til elektrisk energi for å tilføre energien, via en styringsenhet til en likeretter, der likeretteren er en del av en ordinær effektforsyning til det magnetiske lageret da den er koblet direkte til en inngangs 3-fase vekselstrøm normal effektforsyning og en utgangs aktiv magnetisk lager (AMB) styringsforsterker som videre er koblet funksjonelt til de aktive magnetiske lagrene.
I en videre utførelsesform omfatter den roterende maskinen ifølge oppfinnelsen en elektrisk generator funksjonelt koblet til en styringsenhet som er koblet til en likeretter, der likeretteren er en del av en ordinær effektforsyning til det magnetiske lageret da den er koblet direkte til en inngangs 3-fase vekselstrøm normal effektforsyning og en utgangs aktiv magnetisk lager (AMB) styringsforsterker som videre er koblet funksjonelt til de aktive magnetiske lagrene. Denne utførelsesformen er relevant for vindmøller, hydroelektriske kraftanlegg og annet roterende utstyr som kan ha aktive magnetiske lagre.
Oppfinnelsen frembringer også en fremgangsmåte for å frembringe effektforsyning til aktive magnetiske lagre i en undervanns kompressor, pumpe eller motor-generator sett ifølge oppfinnelsen, særpreget ved å anordne strømforsyningen til styringssystemet til det aktive magnetiske lager slik at den består av
en ekstern forsyning for normal drift, og
en generator for drift ved svikt eller avbrudd i den eksterne forsyningen, anordnet separat på akslingen eller integrert i motoren som driver akslingen og koblet via en separat styringsenhet eller via en to kvadrant styringsenhet som ved normal drift styrer motoren.
I en foretrukket utførelsesform av fremgangsmåten, genereres elektrisk energi ved å arrangere en elektrisk motor på en aksling i det roterende maskineriet og å innrette koblinger og styringsinnretninger for å frembringe effekt og styring til drift av de aktive magnetiske lagrene. Denne utførelsesformen kan brukes i praktisk talt enhver roterende maskin.
I en annen foretrukket utførelsesform av fremgangsmåten, genereres elektrisk energi ved å arrangere en elektrisk motor i det roterende maskineriet funksjonelt til et tokvadrant opererbart drev med variabel fart (VSD) for å generere elektrisk effekt, å koble VSDen gjennom en styringsenhet til en likeretter, der likeretteren er koblet direkte til en inngangs 3-fase vekselstrøm normal effektforsyning og en utgangs aktiv magnetisk lager (AMB) styringsforsterker som videre er koblet funksjonelt til de aktive magnetiske lagrene. Denne utførelsesformen er nyttig til enhver motor drevet av en VSD eller tilsvarende innretning, hvilken VSD eller innretning kan bytte over til eller tilpasses drift i generatormodus med motoren.
Figurer
Oppfinnelsen er illustrert med seks figurer, hvor:
Figur 1 illustrerer et eksisterende system, ikke ifølge oppfinnelsen, med en undervannspumpe med aktive magnetiske lagre og en lokal VSD, Figur 2 illustrerer et system ifølge oppfinnelsen med en undervannspumpe med aktive magnetiske lagre og en lokal VSD, Figur 3 illustrerer et eksisterende system, ikke ifølge oppfinnelsen, med en undervannspumpe med aktive magnetiske lagre og en fjerntliggende VSD, Figur 4 illustrerer et system ifølge oppfinnelsen, med en undervannspumpe med aktive magnetiske lagre og en fjerntliggende VSD, Figur 5 illustrerer en detalj ved det eksisterende system, ikke ifølge oppfinnelsen, av et undervanns motorkompressorsett med aktive magnetiske lagre og Figur 6 illustrerer et system ifølge oppfinnelsen, med et undervanns motor-generatorsett med aktive magnetiske lagre for lange undervannsstrekk.
Detaljert beskrivelse
Det vises først til figurene 1 og 2, som illustrerer tilsvarende systemer men ifølge kjent teknikk, det vil si figur 1, og ifølge oppfinnelsen, det vil si figur 2. Nærmere bestemt er en undervannspumpe med aktive magnetiske lagre og en lokal VSD vist i begge figurene. En trefase vekselstrøm effektforsyning frembringer effekt til et enkeltkvadrant driv med variabel fart (VSD) til drift av den elektriske motoren i en pumpe, en kompressor eller et generatorsett. I denne illustrasjonen er pumpen koblet til motoren gjennom en felles aksling, pumpen mottar en innstrøm av prosessfluid og leverer en utstrøm av prosessfluid ved høyere trykk. Akslingen til motoren og pumpen roterer på aktive magnetiske lagre, som vist ved tre x-y radiale aktive magnetiske løagre og ett z aksialt aktivt magnetisk lager på figuren. Nærmere bestemt er de aktive magnetiske lagrene koblet til og styrt av en AMB (Active Magnetic Bearing) styringsforsterker, i den viste utførelsesformen ifølge figur 5, er et 7 akset styringssystem frembrakt (3 ganger x-y + én z)- AMB styringsforsterkeren er forsynt med likestrøm fra en likeretter, som er koblet til en separat 3-fase vekselstrøms effektforsyning gjennom en dedikert UPS (uninterruptable power supply). I en situasjon med avbrutt effektforsyning til lagrene, gir UPSen effekten som kreves. Dette er imidlertid en løsning som kan være upålitelig over tid på grunn av batterisvikt. Nærmere bestemt viser figur 1 en maskin eller et system fra kjent teknikk, ikke ifølge oppfinnelsen, som omfatter en roterende maskin (20) som benytter aktive magnetiske lagre, eksterne effektkilder (21 & 25), lokel reserveeffekt (23), lagerstyringsenhet (24), lokal VSD (26) konstruert for enkeltkvadrantdrift (kun motordrift).
Det vises til figur 2, som i prinsipp illustrerer samme motor og pumpe som figur 1, men tilpasset ifølge den foreliggende oppfinnelsen. Nærmere bestemt gjenvinnes kinetisk rotasjonsenergi for å frembringe energi til styring og drift av det aktive magnetiske lageret. For dette formålet endres driften fra en motormodus til en tokvadrant driftsmodus samtidig som VSDen kobles til likeretteren i til den aktive magnetiske lagerlikeretteren gjennom en styringsenhet. En forbindelse fra likestrømsbussen til pumpens effektforsyning til styringsenheten frembringes også for videre behov. I en situasjon med bortfall eller avbrudd i i den ordinære effektforsyningen til det aktive magnetiske lageret, genereres effekt av motoren mens motoren spinner inntil rotasjonsfarten faller under et minimum for generering. Den genererte effekten tilføres gjennom VSDen til styringsenheten og videre til likeretteren for det aktive magnetiske lageret. Derved tilveiebringes effekt og styring av de aktive magnetiske lagrene når det trengs, det vil si mens akslingen fortsatt roterer. Det ekstra styringssystemet skal detektere en svikt i forsyningen til lagerstyringsenheten (24) og bytte til å bruke effekt fra motordrevets likestrømsbuss. I tilfelle total svikt i 3-faseforsyningen, skal styringssystemet få hovedmotordrevet til å bytte fra motor- til generatormodus. Gjenvunnet energi fra systemtregheten vil bli brukt til å frembringe effekt til det magnetiske lagersystemet, og forhindre potensiell skade fra en "hard landing" av den roterende sammenstillingen. Nærmere bestemt illustrerer figur 2 en roterende maskin (20) ifølge oppfinnelsen som benytter aktive magnetiske lagre, eksterne effektkilder (21 & 25), lagerstyringsenhet (24), lokal VSD (27) konstruert for tokvadrant drift (motor- og generatordrift).
Det vises så til figurene 3 og 4, som illustrerer tilsvarende undervannspumper med aktive magnetiske lagre og en fjerntliggende VSD. Figur 3 illustrerer en eksisterende løsning, ikke ifølge oppfinnelsen, med ordinært effekt- og styringssystem for aktive magnetiske lagre som beskrevet over, med en roterende maskin (20) som benytter aktive magnetiske lagre, drevet fra et fjerntliggende drev for variabel fart (28). Motsatt viser figur 4 en utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen som implementert for pumpen, for å gjenvinne rotasjonens kinetiske energi til effekt og styring for det aktive magnetiske lageret i tilfelle svikt eller sammenbrudd i den ordinære forsyningen. Nærmere bestemt illustrerer figur 4 en roterende maskin (20) med en intern generatorenhet (26) og en lokal styringsenhet (29). Følgelig er en hjelpegenerator tilpasset til eller på motor-pumpeakslingen for å gjenvinne energi når det kreves. Den genererte effekten tilføres gjennom en styringsenhet til likeretteren i effektforsyningen til det aktive magnetiske lageret. Den ytterligere lille generatoren er bare aktiv i tilfelle en svikt i den ordinære vekselstrømsforsyningen, hvilket overvåkes av den ytterligere styringsenheten. Gjenvunnet energi far systemtregheten vil bli brukt til å frembringe effekt til det magnetiske lagersystemet, og forhindre potensiell skade fra en "hard landing" av den roterende sammenstillingen. Denne implementasjonen gir komplett isolasjon av det elektriske systemet om nødvendig. Merk at den interne generatorenheten (26) kan implementeres ved å integrere generatorvindingene i hovedmotorvindingene og bruke den samme rotorsammen-stillingen, hvilket representerer en foretrukket utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen.
Figur 5 er et detaljert riss av en typisk roterende maskinsammenstilling som viser en forseglet motor (12) og kompressorenhet (14), der den roterende komponenten understøttes av tre to-aksede radiale aktive magnetiske lagre (11, 15,16) og ett én-akset aksialt aktivt magnetisk lager (13). Motoren drives av en trefaseforsyning (pl, 2, 3), kompressoren mottarr prosessinnstrøm (17) og leverer prosessutstrøm (18).
Videre vises til figur 6, som illustrerer en roterende maskin ifølge oppfinnelsen, med aktive magnetiske lagre, for lange undervannsstrekk. Nærmere bestemt illustrerer figur 6 en utfør-elsesform av den foreliggende oppfinnelsen som implementert for motor-generatorsettet, for å gjenvinne rotasjonens kinetiske energi for effekt og styring for de aktive magnetiske lagrene i tilfelle frakobling eller svikt i andre forsyninger. Det vises et motor-generatorsett (20) for effektfordeling over lange undervannsstrekk, med en lokal effektstyrer (29) som tilfører effekt til lokale systemer (30) og understøtter AMB-styrer (24) i tilfelle effektsvikt fra fjerntliggende forsyninger (21 & 28). Følgelig er generatoren koblet gjennom en styringsenhet til styreren for det aktive magnetiske lageret. I denne anvendelsen vil det nye styringssystemet omdiri-gere effekt fra generatoren til det magnetiske lageret. I tilfelle svikt i hovedforsyningen, vil gjenvunnet energi fra systemtregheten bli brukt til å tilføre effekt til det magnetiske lagersystemet og forhindre potensiell skade fra en "hard landing" av den roterende sammenstillingen.
Den roterende maskinen kan omfatte hvilke som helst trekk beskrevet eller illustrert i dette dokumentet i enhver funksjonell kombinasjon, der hver slik kombinasjon er en utførelsesform av oppfinnelsen. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan omfatte hvilke som helst trekk eller trinn beskrevet eller illustret i dette dokumentet i enhver funksjonell kombinasjon, der hver slik kombinasjon er en utførelsesform av oppfinnelsen.

Claims (8)

1. Undervanns kompressor, pumpe eller motor-generator sett (20, 12), omfattende minst én roterende aksling med minst ett aktivt magnetisk lager med et styringssystem (24), en motor (20, 12) for rotasjon av akslingen og en kompressor-, pumpe- eller generatordel funksjonelt koblet til akslingen, henholdsvis,karakterisert vedat strømforsyningen til styringssystemet til det aktive magnetiske lager består av en ekstern forsyning (21, 22) for normal drift, og en generator (26) for drift ved svikt eller avbrudd i den eksterne forsyningen, anordnet separat på akslingen eller integrert i motoren som driver akslingen og koblet via en separat styringsenhet (29) eller via en to kvadrant styringsenhet (27) som ved normal drift styrer motoren.
2. Undervanns kompressor, pumpe eller motor-generator sett (20, 12), ifølge krav 1, omfattende en elektrisk motor funksjonelt koblet med et tokvadrant opererbart drev med variabel fart/frekvens (VSD, VFD) for å generere elektrisk effekt ved behov, der drevet er koblet gjennom en styringsenhet til en likeretter, der likeretteren er en del av en ordinær effektforsyning til det magnetiske lageret da den er koblet direkte til en inngangs 3-fase vekselstrøm normal effektforsyning og en utgangs aktiv magnetisk lager (AMB) styringsforsterker som videre er koblet funksjonelt til de aktive magnetiske lagrene.
3. Undervanns kompressor, pumpe eller motor-generator sett (20, 12) ifølge krav 1, omfattende en elektrisk generator (26) plassert på en roterende aksling, funksjonelt koblet til det magnetiske lagerets effektforsyning og styringssystem.
4. Undervanns kompressor, pumpe eller motor-generator sett (20, 12) ifølge krav 3, hvor den elektriske generatoren (26) er plassert på motorakslingen eller en pumpeaksling for å gjenvinne rotasjonsenergi til elektrisk energi for å tilføre energien, via en styringsenhet til en likeretter, der likeretteren er en del av en ordinær effektforsyning til det magnetiske lageret da den er koblet direkte til en inngangs 3-fase vekselstrøm normal effektforsyning og en utgangs aktiv magnetisk lager (AMB) styringsforsterker som videre er koblet funksjonelt til de aktive magnetiske lagrene.
5. Undervanns kompressor, pumpe eller motor-generator sett (20, 12) ifølge krav 1, omfattende en elektrisk generator (26) funksjonelt koblet til en styringsenhet som er koblet til en likeretter, der likeretteren er en del av en ordinær effektforsyning til det magnetiske lageret da den er koblet direkte til en inngangs 3-fase vekselstrøm normal effektforsyning og en utgangs aktiv magnetisk lager (AMB) styringsforsterker som videre er koblet funksjonelt til de aktive magnetiske lagrene.
6. Fremgangsmåte for å frembringe effektforsyning til aktive magnetiske lagre i en undervanns kompressor, pumpe eller motor-generator sett (20, 12) ifølge ett av krav 1-5,karakterisertved å anordne strømforsyningen til styringssystemet til det aktive magnetiske lager slik at den består av en ekstern forsyning (21, 22) for normal drift, og en generator for drift ved svikt eller avbrudd i den eksterne forsyningen, anordnet separat på akslingen eller integrert i motoren som driver akslingen og koblet via en separat styringsenhet (29) eller via en to kvadrant styringsenhet (27) som ved normal drift styrer motoren.
7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, hvor elektrisk energi genereres ved å plassere en elektrisk generator (26) på en aksling i det roterende maskineriet og å innrette koblinger og styringsinnretninger for å frembringe effekt og styring til drift av de aktive magnetiske lagrene.
8. Fremgangsmåte ifølge krav 6, hvor elektrisk energi genereres ved å tilpasse en elektrisk motor i det roterende maskineriet funksjonelt til et tokvadrant opererbart drev med variabel fart/frekvens (VSD, VFD) for å generere elektrisk effekt, å koble VFDen gjennom en styringsenhet til styringsforsterkeren for aktive magnetiske lagre, å gjenbruke likerettertrinnet til standardeffektforsyningen om nødvendig, der likeretteren normalt er koblet direkte til en inngangs 3-fase vekselstrøm normal effektforsyning og en utgangs aktiv magnetisk lager (AMB) styringsforsterker som videre er koblet funksjonelt til de aktive magnetiske lagrene.
NO20130749A 2013-05-29 2013-05-29 Roterende undervannsmaskin med feiltolerant aktiv magnetisk opplagring NO337234B1 (no)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20130749A NO337234B1 (no) 2013-05-29 2013-05-29 Roterende undervannsmaskin med feiltolerant aktiv magnetisk opplagring
PCT/NO2014/000034 WO2014193238A1 (en) 2013-05-29 2014-05-28 Fault tolerant power supply for active magnetic bearing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20130749A NO337234B1 (no) 2013-05-29 2013-05-29 Roterende undervannsmaskin med feiltolerant aktiv magnetisk opplagring

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO20130749A1 NO20130749A1 (no) 2014-12-01
NO337234B1 true NO337234B1 (no) 2016-02-15

Family

ID=51989153

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20130749A NO337234B1 (no) 2013-05-29 2013-05-29 Roterende undervannsmaskin med feiltolerant aktiv magnetisk opplagring

Country Status (2)

Country Link
NO (1) NO337234B1 (no)
WO (1) WO2014193238A1 (no)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO338254B1 (no) * 2014-12-18 2016-08-08 Vetco Gray Scandinavia As Styresystem og fremgangsmåte for levering av strøm til aktive magnetiske lagre i en roterende maskin
US10208760B2 (en) * 2016-07-28 2019-02-19 General Electric Company Rotary machine including active magnetic bearing
FI128651B (en) 2017-06-30 2020-09-30 Lappeenrannan Teknillinen Yliopisto System for an electric machine
CN107764557B (zh) * 2017-09-01 2019-04-12 西安陕鼓动力股份有限公司 一种转子-椭圆瓦轴承非典型工频故障的快速判别方法
CN111442029B (zh) * 2020-05-07 2021-11-16 南京邮电大学 主动径向磁轴承用位移传感器容错控制系统及控制方法
CN112815008B (zh) * 2021-03-22 2022-02-15 华中科技大学 一种磁悬浮两自由度径向轴承四相全桥拓扑电路
CN114263677B (zh) * 2021-12-27 2022-12-02 华中科技大学 一种应用于磁悬浮轴承的五桥臂容错控制方法及系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2095004A (en) * 1981-03-09 1982-09-22 Europ Propulsion Bearing
GB2297361A (en) * 1995-01-24 1996-07-31 Samsung Electro Mech Active magnetic bearing system
US20040245877A1 (en) * 2003-06-06 2004-12-09 Claude Khalizadeh Flywheel system with synchronous reluctance and permanent magnet generators
WO2012032362A1 (en) * 2010-09-08 2012-03-15 University Of Patras Hybrid journal bearing

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2654875B1 (fr) * 1989-11-23 1992-03-13 Cit Alcatel Ensemble d'alimentation electrique d'une pompe a vide a paliers magnetiques, avec alimentation auxiliaire des paliers en cas de coupure du courant du secteur.
JP3779105B2 (ja) * 1999-09-16 2006-05-24 株式会社ジェイテクト 磁気軸受の停電補償システム

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2095004A (en) * 1981-03-09 1982-09-22 Europ Propulsion Bearing
GB2297361A (en) * 1995-01-24 1996-07-31 Samsung Electro Mech Active magnetic bearing system
US20040245877A1 (en) * 2003-06-06 2004-12-09 Claude Khalizadeh Flywheel system with synchronous reluctance and permanent magnet generators
WO2012032362A1 (en) * 2010-09-08 2012-03-15 University Of Patras Hybrid journal bearing

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014193238A1 (en) 2014-12-04
NO20130749A1 (no) 2014-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO337234B1 (no) Roterende undervannsmaskin med feiltolerant aktiv magnetisk opplagring
US10559957B2 (en) Microgrid electric power generation systems and associated methods
US4446377A (en) Low collapse speed lube oil pumping system for turbomachinery
EP3377727B1 (en) Dual motor drive for electric submersible pump systems
US20150078917A1 (en) System and method for converterless operation of motor-driven pumps
BR102012022630A2 (pt) mecanismo motor de motor de turbina a gás
US20150229162A1 (en) Power system for providing an uninterruptible power supply to an external load
US11008997B2 (en) Hydroelectric system in a plant
CN109936215B (zh) 一种磁悬浮飞轮储能装置的不间断供电系统
CN105689160B (zh) 一种用于磁悬浮离心机的停机方法及装置
US11085450B2 (en) Pump having a housing with internal and external planar surfaces defining a cavity with an axial flux motor driven impeller secured therein
JP2015512244A (ja) 揚水発電所用電気ユニット
JPWO2012029553A1 (ja) 廃熱発電装置
EP3087657B1 (en) Electrohydraulic generator systems and methods
NO338790B1 (no) Fremgangsmåte og system for regulering av fluid
CN105673289A (zh) 快速启动自动并退机性能稳定柴油发电机组
US20160105136A1 (en) Method and a generator system for operating a generator
JP2009239987A (ja) 膨張タービン制動装置
US11788499B2 (en) Uninterruptible power supply system with engine start-up
US20160010704A1 (en) Hydraulically-Driven Flywheel Uninterruptable Power Supply
JP2016031045A (ja) ガスタービン発電プラントの非常用電源供給システム
US9667098B2 (en) Hydraulically-driven extended-runtime flywheel uninterruptible power supply
JP2017015027A (ja) ポンプ駆動機構
US9685897B2 (en) Electrical gear and method for operating a subsea machinery rotating at high speed
WO2022015617A1 (en) Uninterruptible power supply system with engine start-up